PBL教学法在C程序设计实验课教学改革中的应用

摘要: 传统的C程序设计实验教学以验证为主,很难激发学生的学习兴趣,也不利于培养学生的学习主动性。针对这一问题,将PBL教学法应用于我院的C程序设计实验教学中,强调以“问题”为中心,以学生自学为主。近一年的实践证明,此次教学改革是科学有效的。

关键词:C程序设计;PBL教学法;教学改革

C程序设计是我院影像工程专业的一门专业基础课,在我国高校中已经开设多年,教学体系和教学内容已经相当完备,是一门非常成熟的课程。C程序设计课在设置上分为两部分,即理论教学和实验教学。在多数高校的计算机专业中,教师基本上采用理论课上精讲语法及例题,实验课上做验证操作及熟练语句,多年的教学实践证明效果还不错。但是同样的方法应用于我院的C程序设计教学中效果却不是很好。其主要原因有以下3个方面。

1)我院的C程序设计课时相对较少,只有其他院校的三分之二左右。2)医学生计算机相关基础知识储备不足,对计算机课程兴趣不足,甚至存在恐惧心理。3)医学生课程压力过重,学生主观上更倾向于医学专业课程的学习。

对上述原因进行认真仔细的分析后,笔者进行了大量的教学改革实验,最终发现,从实验课入手进行改革是最切实有效的。实验教学是计算机教学的一个关键环节,它可以培养学生发现、分析和解决问题的能力以及动手能力,对于学生综合素质的提高、创新能力的培养,起到了不可替代的作用[1]。

传统的计算机实验教学模式,特别重视验证环节,这不利于调动学生学习的主动性和积极性,有的学生甚至把上机实验作为“打字课”,实验操作达不到预期的教学效果。为了充分调动学生的学习主动性,我们采用了“PBL教学法”,摒弃“填鸭式”教学,不再以“教师为中心”,而是主动让位于学生。让“问题”来驱动学生,激发学生的学习兴趣,让学生变被动学习为主动学习。此时的教师不再是滔滔不

绝的灌输者,而是启发者、解惑者。近一年的实践证明,在我院的C程序设计实验课中“PBL”教学法明显优于传统的教学方法,此次教学改革是成功的。

1PBL教学法简介

PBL的全称是“Problem - Based Learning”,直译为“以问题为基础的学习”。1969年美国的神经病学教授Barrows在加拿大的麦克马斯特大学创立了PBL教学模式,实施学生自学与导师指导相结合的小组教学法[2]。此种教学方法与传统的以“授课”为基础的教学方法,在设计理念、实施方法、评价方法、最终效果上有很大的不同。PBL教学法经过40多年的发展和完善,现已在国外的医学院校中大规模应用[3]。国内一些重点院校也在大多数的医学课程中采用此教学法,但是在非医学课程中该教学法的应用相对较少,所以,笔者对此进行了大胆的尝试和探索。

2PBL教学法在C程序设计实验课中的应用过程

2.1准备阶段

任何教学方法都要依赖于学生的配合,因为学生才是学习的主体。在实验课开课前教师先向学生介绍PBL教学法,让学生了解教学流程以及教学改革的目的,打消学生的抵触心理。实验分组是PBL实施的必经之路,笔者查阅的资料中大多教师采用随机或按学号分组的方法,但此种分法不够细致。因为现在学生的个性非常强,同学之间确实存在“合不来”的情况,如果非要把这样的同学分到一组势必影响学习效果。另外,教师还要考虑小组成员的学习成绩及自学能力,要做到合理分布,不要一组实力很强,一组实力很弱,这会使正常的讨论难以进行。根据以上原则,我们采用学生自愿报名和老师调配相结合的分组方法。考虑到实验室的实际条件,我们最终将学生分为6人一组,每组自选出一个组长和记录员。组长负责整个小组的组织协调工作,以及与教师之间的联系。记录员负责记录每次讨论的时间、内容、组织发言情况等。

除了针对学生要做相应准备以外,实验教师也要做足功课[4]。PBL教学法和传统教学法区别很大,学生随时可能提出各种各样的问题,这就需要教师对实验相关内容非常熟练。在指导学生的同时,教师也会受到学生的启发,不断提高自己的业务水平,更新提高理论知识,最终让教师自身实现终身学习。

2.2实验题目的设计

任何教学活动都应首先明确教学目的及目标。根据我院影工专业学生的实际情况及教学大纲的要求,我们的教学目标就是让学生能够熟练编写一些简单程序,能够用C语言编程解决一些简单的实际问题。在教学大纲的指导下我们将实验内容分为3个层次:“基础验证-模仿应用-综合应用”。这3个层次的内容并不是简单地按照课时顺序排列,而是每次实验都由这3个层次内容构成,这种设计思路使我们的实验教学真正做到了由浅入深、循序渐进。

既然PBL是“以问题为基础的学习”,那么“问题”设计的好坏就成为影响教学效果的关键。在实验题目的选择上我们没有照搬照抄书上或网上的经典例程,因为笔者通过对往届学生的调查得知,由于知识储备不足、思维方式不同等原因,学生对我们常用的经典例程并不感兴趣(比如:百钱买百鸡、猴子吃桃等)。有的同学甚至很难理解解题的数学原理,更别说用程序去解决问题了。“兴趣是最好的老师”,为了让学生能够对例程产生兴趣,进而对编程产生兴趣并建立编程思维,我们将一些经典例程做了改动。例如:针对选择结构程序设计的传统例程,求分段函数的值,要求输入不同的X值得出相应的Y值。这样的例程,医学生做起来会感觉和自己以后的工作没有任何联系,所以不感兴趣。因此,我们将它改成输入一个血糖值,输出相应的诊断结果。按照这种思路,我们将所有的题目进行了和医学知识相关的改动。不要小瞧这样小小的改动,实践证明它大大提高了学生学习的积极性和主动性,进一步明确了学习目标。

不采用经典例程其实还有一点好处,就是能够有效防止学生抄袭网上或书上的答案。自编例程要耗费教师大量的时间和精力,但这也是教师提高个人专业素质的绝佳机会。经过近一年的教学实践,我们建立了自己的实验项目库并不断改进、完善。

2.3PBL教学法的执行及考核方法

针对医学生课程压力过重的情况,我们没有占用课外时间开题,而是将学时进行了合理的分配。我院的C程序设计实验课共16学时,我们将这16学时分成3部分:前两学时为引导课,3-14学时为PBL教学法应用课,最后两学时为现场编程考核课。

引导课采用传统教学法,由教师讲解Turbo C2.0集成环境的使用方法及上机操作应该注意的问题。这一部分不适合用PBL教学法,也没有让学生自学的必要,而是要用最短时间让学生学会编程工具。

3-14学时的PBL教学法应用课,是我们这次教改的核心部分。我们将一节课分成4部分:上机验证、学生讲解、教师点评、布置作业。

1) 布置作业。在上节课结束时,布置下一节课的实验题目,3～4学时的题目在引导课的最后给出。教师结合理论课进度,设计出贴近知识点、难度和规模适中的题目6～8个,学生小组自主选择,选择题目后学生自己利用课余时间,上网或者到图书馆查阅资料自主学习。为了防止学生应付,我们规定每周三为学生的定期讨论时间,小组每个成员必须参加,由小组的记录员负责记录整个讨论过程及发言情况,期末统一交回,并作为实验成绩考核的一部分。为了实时了解学生的学习情况,我们把周四定为教师指导日。学生如果遇到自查资料都难以解决的问题,可以向教师求助,由教师进行指导。

2) 上机验证。每节课的前20分钟为学生的上机验证时间,学生以小组为单位对自己的实验题目进行上机调试验证,如果遇到问题可以进行再讨论或向教师求助。

3) 学生讲解。在验证程序的正确性后,教师开始安排各小组讲解自己的题目。每个小组选一名组员(为了让所有组员都得到锻练,规定每次课必须换人)讲解编程思路、相关知识要点、编程时遇到的问题以及如何解决等。讲解完成后,如果其他小组成员有疑问,可以提问,对有共性的问题开展组间讨论。

4) 教师点评。通过学生讲解,同学们已经对相应题目有了一定的认识,这时由教师对各个小组的讲解进行点评,当然,这种点评不是简单的将题目重新讲一遍,而是针对教学重点、难点以及同学们没有阐述清楚的问题,做相应理论知识的提升,起到“画龙点睛”的作用。

应用PBL教学法的课程考核与传统教学法不一样,以往我们采用“一考定成绩”的方法。这次课改我们采用“平时+一考”的方法。所谓“平时”就是教师根据各小组的讨论记录本,以及学生课上的发言情况给出的成绩。“一考”就是在课程的最后两学时,教师现场出题让学生编程,测试学生的实际编程能力。这两部分在最终的实验课成绩中所占比例分别为80%和20%。

3PBL教学效果与评价

我院2007级影工专业共4个班,我们随机抽取其中的两个班作为PBL教学法实验班。经过一学期的实验,我们得出的结论是:实验班的同学在自学能力、编程思维、团队协作等方面均优于普通班学生。特别是实验课最后的现场编程环节,最能体现出学生的编程综合素质。实验班的同学有87%能够完成题目,而普通班只有65%能够完成另外,理论课考试成绩也有差异,统计情况如表1所示。

当然,评价一种新教学法的好坏不能只看成绩,还要了解学生学习的感受,所以我们对实验班的62位同学进行了不记名问卷调查。问卷调查的项目及统计结果如表2所示。

4结语

“实践是检验真理的唯一标准”,任何教学改革活动都需要用教学实践来改进和完善。经过近一年的教学改革实践活动,我们得出的结论是:PBL教学法适合我院的C程序设计实验课。此教学法明显优于传统教学方法,其主要优点是能够提高学生的学习兴趣、培养学生的自学能力及表达能力,让学生学会与人沟通协作、增强团队意识、促进教师的知识更新。任何改革都不可能一蹴而就,我们也遇到了很多问题,比如实验室开放条件不足、实验教师经验不足、教师角色转换不适应以及部分学生不配合。这些问题都需要我们在以后的教学工作中去解决和完善。

参考文献:

[1] 蒋志平,李俊霞. 应用型本科院校计算机实验教学改革探索[J]. 计算机教育,2009(20):131-133.

[2] 李泽生,冼利青. 麦克玛斯特大学问题学习法[J]. 复旦教育论坛,2003,1(3):85-88.

[3] 侯振江,王娇,祁秀玲. PBL教学模式在我国医学教育应用中的现状分析[J]. 医学信息,2010:23-26.

[4] 崔炳权,李春梅,何震宇,等. PBL教学法在生物化学实验课教学中应用的探索[J]. 中国高等医学教育,2007(1):7-8.

[5] 邓松,何火娇,彭莹琼. C语言教学改革探讨[J]. 计算机教育,2008(16):55-56.

Application of PBL in the Reformation of C Programming Experiment

XU Yi-qiu, WANG Li-wei, WANG Hai-bo

(Mudanjiang Medical UniversityEducational Technology and Information Center Computer StaffRoom, Mudanjiang 157009, China)

Abstract: It is very difficult to arouse the learning interest of the students by taking vertification mainly in the traditional C Programming Experiment Education. It is not a condusive to cultivate the learning initiatives of the students neither.To solve this problem, we apply PBL teaching method to the C Programming Experiment Education, emphasize the question as the center and self-study to the main. After nearly a year’s practice, the teaching reform is scientific and effective.

Key words: C Programming; PBL; teaching reforms